Ο παίκτης αναλαμβάνει τον ρόλο του Sgt. James Heller, ενός στρατιώτη που έχασε την οικογένειά του από τον ιό που εξαπλώθηκε στη Νέα Υόρκη. Ο Heller αποκτά μεταλλαγμένες δυνάμεις και ξεκινά μια αποστολή εκδίκησης ενάντια στον Alex Mercer, πρωταγωνιστή του πρώτου Prototype, τον οποίο θεωρεί υπεύθυνο για την καταστροφή. Καθώς εξερευνά την New York Zero, ο Heller αποκτά νέες ικανότητες όπως Tendrils, Claws, Hammerfists και Biomass absorption, που του επιτρέπουν να μεταμορφώνεται, να καταστρέφει και να καταναλώνει εχθρούς για να αποκτήσει τις αναμνήσεις και τις δυνάμεις τους.